基于TLM法的電氣電路及電氣設(shè)備電磁場(chǎng)的分析研究.pdf

1、自上世紀(jì)70年代Peter.B.Johns和R.L.Beurle根據(jù)電磁波的惠更斯原理提出時(shí)間空間域內(nèi)電磁場(chǎng)的全波分析方法——傳輸線模型方法(Transmission Line Method,TLM) 以來，TLM方法作為電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法之一，已隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高獲得了飛速的發(fā)展。TLM法物理過程概念清晰,便于計(jì)算機(jī)程序的實(shí)現(xiàn)，可用于電力系統(tǒng)輸電線電壓、電流的變化及遠(yuǎn)距離、超高壓電力傳輸線的電磁場(chǎng)分析與運(yùn)算，已被應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)高速IC特

2、性模擬，也可用于微帶線的模擬、應(yīng)用TLM法求解硅鐵電弧爐電磁場(chǎng)等，總之它可以用于數(shù)值模擬電磁波的傳輸、散射特性，也可以用于分析電磁場(chǎng)、熱傳導(dǎo)、聲波等領(lǐng)域，而近些年來也有越來越多的人用TLM方法計(jì)算和模擬。
　　 近些年來，隨著超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展及電力輸電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳輸線暫態(tài)響應(yīng)的研究受到了眾多學(xué)者的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表了大量有關(guān)傳輸線研究的文章。但是傳輸線方程解析解的研究成果都是根據(jù)行波的物理傳播規(guī)律得到的，缺

3、乏真正可行性和科學(xué)性的論證，缺乏嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，介紹這一方面的文獻(xiàn)是少之又少，本文運(yùn)用電氣學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)，在理論上驗(yàn)證了傳輸線模型法的正確性，推導(dǎo)出了一維、二維傳輸線模型的建立過程及參數(shù)等效計(jì)算，在建模和推導(dǎo)過程中可以發(fā)現(xiàn)傳輸線模型法的模型優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)三維擴(kuò)展型結(jié)點(diǎn)傳輸線模型法和凝縮型結(jié)點(diǎn)傳輸線模型法進(jìn)行了探討，結(jié)合各種邊界處理方式的優(yōu)點(diǎn)推導(dǎo)得出了三維對(duì)稱超凝縮型結(jié)點(diǎn)傳輸線法(Symmetrical Super-Condensed N